Способ автоматического контроля степени конверсии аммиака в производстве неконцентрированной азотной кислоты Советский патент 1989 года по МПК C01B21/38 G05D27/00 

1

Изобретение относится к автоматическому контролю стадии конвер сии аммиака в производстве неконцентрированной азотной кислоты и может быть использовано в промышленности по производству минеральных удобрений и в химической промышленности.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

На чертеже представлена схема, ре- ализзпощая предлагаемый способ контроля.

Схема содержит смеситель 1 аммиака и воздуха, контактный аппарат 2,

датчики 3 и 4 расходов аммиака и воздуха, датчики 5 и 6 температуры аммиачно-воздушной смеси и нитрозного газа в контактном аппарате, датчик 7 влажности воздуха, вычислительный блок 8, блок 9 адаптации коэффициентов, линию 10 ввода данных лабораторного анализа степени конверсии аммиака и датчик 11 температуры наружной среды контактного аппарата.

Исследование процесса показало, что степень конверсии аммиака можно определить по следующей зависимости:

о:

о

со 00

К.(Т«г- Тн)

;- ИГ

T727 To5 Io7375+o724T TO)f

))(т.„-т„.)+ 4,457- 10 + (0,419+0,179-10 .Т Тс„- (0,842+0,11-10

Т„г)

см)

)

0,2373 +0,398-х; (0,1692 +0,71 х)-10 f Сд, х),

V+&T(T,,, , Ge,

(2)

где od - степень конверсии аммиака,

доли ед,;

Т - температура аммиачно-воздушной смеси. К;

Тнг температура нитрозного газа, Kj. йТ - корректирующая поправка по

температуре нитрозного газа, А К; .

В табл. 1 приведены результаты расчета степени конверсии по уравнению (1) с использованием показаний термопар, расположенных в различных

20 точках под сетками контактного аппарата.

Примеры расчета степени конверсии (доли единиц) приведены.в табл. 2 (расход, кг/с); температура, К; влажность (кг влаги/кг сухого воздуха);

Подстройка коэффициентов (по результатам предшествующих химических анализов состава нитрозного газа за катализатором) зависимости для рас :prrpH v :rr rr:.o- «v ..,.,ir-.,.......... .РИ.„„„Т

тери в контактном аппарате « MA5™« W выражению температура наружной среды контактного аппарата, К.

Ту - скорректированная температура нитрозного газа. К; X - влажность воздуха, кг/кг; Сд,Ср - расходы аммиака и воздуха, кг/с;

--2

&Т„ 90. 419 - 1,1МО ,+ 4,1788х

деляют по следующей зависимости:

При этом коэффициенты зависимое- д ( Gg) + 122,2-х , ти корректирующей поправки от

Сд, Gg, X корректируются по результа- Подстановка в это выражение измерен- там периодических измерений состава цьк значений температуры нитрозного нитрозного газа за катализатором. газа Т„г 1178,9, расходов аммиака В частности, корректирукнцую поправку воздуха Од 1,115 Gg- 17,42, по температуре нитрозного газа опре- влажности х 0,0073 дает значение

корректирующей поправки uTj,r 0,6. Подставляя скорректированное значеАТ Т я Т ч- Гь Сг +г ) х (3) температуры нитрозного газа 6 « 0 45 Тнг 1179,6, температуру наружной х

среды контактного аппарата Т|, 332, измеренные значения GR, Gg, х , Т„г в выражение (1) при К 0,177, определяют расчетное значение степени конверсии об 0,9434. Результаты, полученные по химанализу, дают значение конверсии eL 0,948, что свидетельствует о хорошем совпадении

m

где aj,b- ,Cg - коэффициенты полиномов;

n,m,k - порядок аппроксимирующих полиномов.

Способ осуществляют следующим об50

разом.

Сигналы с датчиков 3-7 и 11 пос-расчетных и измеренных значений сте- тупают на вход вычислительного блока g пени конверсии. Результаты расчетов

8, где при заданных (стартовых) зна-степени конверсии для других значечениях коэффициентов а, Ь, с поний режимных параметров приведены

уравнению .(3) рассчитьшается коррек-в табл. 2 -oi . Для сравнения тируннцая поправка по температуре нит- дены значения степени конверсии е..

467033

розного газа, затем по уравнению (2) - скорректированная температура нитрозного газа и по уравнению (1) - степень конверсии аммиака.

Периодически путем проведения лабораторного химического анализа определяют степень конверсии аммиака, значение которой вводят в блок 9

)0 адаптации коэффициентов и сравнивают ее со значением, рассчитанным в блоке 8, При рассогласовании, превышающем заданное значение, осуществляется подстройка козффициентов уравне15 ния (3).

В табл. 1 приведены результаты расчета степени конверсии по уравнению (1) с использованием показаний термопар, расположенных в различных

20 точках под сетками контактного аппарата.

« MA5™« W выражению

--2

&Т„ 90. 419 - 1,1МО ,+ 4,1788х

.10

oi . К (Tjj,- Т„)

1,27-103-(0,375+0,

i5;(Hx) - TH.)(T,-T,,) +

1,179-10

)

+ 4,457-103 + (0,419 + 0,179-10 -Г„ ). Тс„-(0,842+0,11- 10 Т

а, 0,2373 + 0,398х; (0,1692 + 0,71х).

51467033

полученные по результатам химических анализов, а также расчетная степень конверсии согласно прототипу - od f Чувствительность степени конверсии к ошибкам в определении температуры составляет 1,8 абс.% ria З. Значения Ы превышают возможный уровень, что свидетельствует о невысокой точности выражения для расчета об в рассмотренном диапазоне изменения режимных параметров и тем самым свидетельствует об эффективности предлагаемого способа по сравнению с прототипом.

15 Формулаизобретения ., т,

AT ZLa;T;-f.b.(G +Ge) х i«o

где oC - степень конверсии аммиака; tn температура аммиачно- воздушной смеси;

Тнг - температура нитрозного газа; Л Т - корректирующая поправка по д температуре нитрозного газа; Т - скорректированная температура нитрозного газа; X - влажность воздуха; СдИСд - расходы аммиака и воздуха;

Тш НГ

1. Способ автоматического контроля степени конверсии аммиака в производстве неконцентрированной азотной кис- 2о лоты, включающий измерение расходов аммиака и воздуха, подаваемьк в смеситель, температур аммиачно-воздушной смеси после смесителя и нитрозного газа в контактном аппарате, о т - 25 личающийся тем, что, с целью повышения точности .контроля, дополнительно измеряют влажность BO3ji,yГнг + Д Т;

35

ха и температуру наружной среды контактного аппарата, по измеренным зна- зо чениям расходов аммиака и воздуха, температуры нитрозного газа и влажности воздуха вычисляют корректирующую поправку по температуре нитрозного газа и определяют степень конверсии аммиака по измеренным значениям влажности воздуха, расходов аммиака и воздуха, температур аммиач- но-воздушной смеси, нитрозного газа и наружной среды и вычислительной Q щ и и с я тем, что периодиче ск и оп- корректирунлдей поправке по темпера- ределяют лабораторным путем степень туре нитрозного газа.конверсии аммиака, по значениям кото2. Способ ПОП.1, отлича- рой корректируют коэффициенты урав- ю щ и и с я тем, что степень конвер- а;ля вычисления корректирующей сии аммиака определяют по зависимое- д поправки по температуре нитрозного ти- газа.

Таблица

К - коэффициент теплоотдачи, характеризуклций тепловые потери в контактном аппара- Tej

Tj - температура наружной среды контактного аппарата;

,

cg - коэффициенты поли номов; n,m,k - порядок аппроксимирующих

линомов. 3. Способ по п. 2, отличаю

oi . К (Tjj,- Т„)

1,27-103-(0,375+0,

i5;(Hx) - TH.)(T,-T,,) +

1,179-10

)

+ 4,457-103 + (0,419 + 0,179-10 -Г„ ). Тс„-(0,842+0,11- 10 Т

а, 0,2373 + 0,398х; (0,1692 + 0,71х).

т,

La;T;-f.b.(G o

Тш НГ

Гнг + Д Т;

Тнг - температура нитрозного газа; Л Т - корректирующая поправка по д температуре нитрозного газа; Т - скорректированная температура нитрозного газа; X - влажность воздуха; СдИСд - расходы аммиака и воздуха;

5

о Q щ и и с я тем, что периодиче ск и оп- ределяют лабораторным путем степень конверсии аммиака, по значениям котоК - коэффициент теплоотдачи, характеризуклций тепловые потери в контактном аппара- Tej

Tj - температура наружной среды контактного аппарата;

,

cg - коэффициенты поли номов; n,m,k - порядок аппроксимирующих

линомов. 3. Способ по п. 2, отличаю

Изобретение относится к области автоматического контроля стадии конверсии аммиака в производстве неконцентрированной аз отной кислоты и может быть использовано в промьшшеннос- ти по производству минеральны удобрений и химической промышленности. Целью изобретения является повышение точности контроля. Способ предусматривает измерение расходов аммиака и воздуха подаваемых в смеситель, температур аммиачно-воздушной смеси после смесителя, нитрозного газа в контактном аппарате, наружной среды . контактного аппарата и влажности воздуха, расчет скорректированной температуры нитрозного газа и степени конверсии аммиака. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл. i (Л

:Температура нитрозного газа, К

1178 1185 1178 1163 1108 1163 1173

1186 1178

Таблица 2